וואָס זענען די חסרונות פון סיליציום קאַרבידע עפּיטאַקסיאַל שיכטע

די האַרץ טעכנאָלאָגיע פֿאַר די גראָוט פוןSiC עפּיטאַקסיאַלמאַטעריאַלס איז ערשטער כיסאָרן קאָנטראָל טעכנאָלאָגיע, ספּעציעל פֿאַר כיסאָרן קאָנטראָל טעכנאָלאָגיע וואָס איז פּראָנע צו מיטל דורכפאַל אָדער רילייאַבילאַטי דערנידעריקונג. די לערנען פון די מעקאַניזאַם פון סאַבסטרייט חסרונות יקסטענדינג אין די עפּיטאַקסיאַל שיכטע בעשאַס די עפּיטאַקסיאַל וווּקס פּראָצעס, די אַריבערפירן און טראַנספאָרמאַציע געזעצן פון חסרונות אין די צובינד צווישן די סאַבסטרייט און עפּיטאַקסיאַל שיכטע, און די נוקלעאַטיאָן מעקאַניזאַם פון חסרונות זענען די יקער פֿאַר קלעראַפייינג די קאָראַליישאַן צווישן סאַבסטרייט חסרונות און עפּיטאַקסיאַל סטראַקטשעראַל חסרונות, וואָס קענען יפעקטיוולי פירן סאַבסטרייט זיפּונג און עפּיטאַקסיאַל פּראָצעס אַפּטאַמאַזיישאַן.

די חסרונות פוןסיליציום קאַרבידע עפּיטאַקסיאַל לייַערסזענען דער הויפּט צעטיילט אין צוויי קאַטעגאָריעס: קריסטאַל חסרונות און ייבערפלאַך מאָרפאָלאָגי חסרונות. קריסטאַל חסרונות, אַרייַנגערעכנט פונט חסרונות, שרויף דיסלאָוקיישאַנז, מיקראָטובולע ​​חסרונות, ברעג דיסלאָוקיישאַנז, אאז"ו ו, מערסטנס קומען פון חסרונות אויף סיק סאַבסטרייץ און דיפיוזד אין די עפּיטאַקסיאַל שיכטע. ייבערפלאַך מאָרפאָלאָגי חסרונות קענען זיין גלייך באמערקט מיט די נאַקעט אויג ניצן אַ מיקראָסקאָפּ און האָבן טיפּיש מאָרפאַלאַדזשיקאַל קעראַקטעריסטיקס. ייבערפלאַך מאָרפאָלאָגי חסרונות דער הויפּט אַרייַננעמען: קראַצן, טרייאַנגגיאַלער כיסאָרן, קאַראַט כיסאָרן, אַראָפּפאַלן און פּאַרטאַקאַל, ווי געוויזן אין פיגורע 4. בעשאַס די עפּיטאַקסיאַל פּראָצעס, פרעמד פּאַרטיקאַלז, סאַבסטרייט חסרונות, ייבערפלאַך שעדיקן, און עפּיטאַקסיאַל פּראָצעס דיווייישאַנז קען אַלע ווירקן די היגע שריט לויפן גראָוט מאָדע, ריזאַלטינג אין ייבערפלאַך מאָרפאָלאָגי חסרונות.

טיש 1.ז פֿאַר די פאָרמירונג פון פּראָסט מאַטריץ חסרונות און ייבערפלאַך מאָרפאָלאָגי חסרונות אין SiC עפּיטאַקסיאַל לייַערס

פונט חסרונות

פונט חסרונות זענען געשאפן דורך וואַקאַנסיעס אָדער גאַפּס אין אַ איין לאַטאַס פונט אָדער עטלעכע לאַטאַס פונקטן, און זיי האָבן קיין ספּיישאַל פאַרלענגערונג. פונט חסרונות קען פּאַסירן אין יעדער פּראָדוקציע פּראָצעס, ספּעציעל אין יאָן ימפּלאַנטיישאַן. אָבער, זיי זענען שווער צו דעטעקט, און די שייכות צווישן די טראַנספאָרמאַציע פון ​​פונט חסרונות און אנדערע חסרונות איז אויך גאַנץ קאָמפּליצירט.

מיקראָפּיפּעס (MP)

מיקראָפּיפּעס זענען פּוסט שרויף דיסלאָוקיישאַנז וואָס פאַרשפּרייטן צוזאמען די גראָוט אַקס, מיט אַ בורגערס וועקטאָר <0001>. דער דיאַמעטער פון מיקראָטובעס ריינדזשאַז פון אַ בראָכצאָל פון אַ מייקראַן צו טענס פון מייקראַנז. מיקראָטובעס ווייַזן גרויס גרוב-ווי ייבערפלאַך פֿעיִקייטן אויף די ייבערפלאַך פון סיק ווייפערז. טיפּיקאַללי, די געדיכטקייַט פון מיקראָטובעס איז וועגן 0.1 ~ 1 סענטימעטער -2 און האלט צו פאַרמינערן די מאָניטאָרינג פון די קוואַליטעט פון געשעפט ווייפער פּראָדוקציע.

שרויף דיסלאָוקיישאַנז (TSD) און ברעג דיסלאָוקיישאַנז (TED)

דיסלאָקאַטיאָנס אין SiC זענען די הויפּט מקור פון דערנידעריקונג און דורכפאַל פון מיטל. ביידע שרויף דיסלאָוקיישאַנז (TSD) און ברעג דיסלאָוקיישאַנז (TED) לויפן צוזאמען די וווּקס אַקס, מיט בורגערס וועקטאָרס פון <0001> און 1/3 <11—20>, ריספּעקטיוולי.

ביידע שרויף דיסלאָוקיישאַנז (TSD) און ברעג דיסלאָוקיישאַנז (TED) קענען פאַרברייטערן פון די סאַבסטרייט צו די ווייפער ייבערפלאַך און ברענגען קליין גרוב-ווי ייבערפלאַך פֿעיִקייטן (פיגורע 4 ב). טיפּיקאַללי, די געדיכטקייַט פון ברעג דיסלאָוקיישאַנז איז וועגן 10 מאל אַז פון שרויף דיסלאָוקיישאַנז. עקסטענדעד שרויף דיסלאָוקיישאַנז, וואָס איז, יקסטענדינג פון די סאַבסטרייט צו די עפּילייַער, קען אויך יבערמאַכן אין אנדערע חסרונות און פאַרמערן צוזאמען די וווּקס אַקס. בעשאַסSiC עפּיטאַקסיאַלגראָוט, שרויף דיסלאָוקיישאַנז זענען קאָנווערטעד אין סטאַקינג חסרונות (SF) אָדער מער חסרונות, בשעת ברעג דיסלאָוקיישאַנז אין עפּילייַערס זענען געוויזן צו זיין קאָנווערטעד פֿון בייסאַל פלאַך דיסלאָוקיישאַנז (BPDs) ינכעראַטיד פון די סאַבסטרייט בעשאַס עפּיטאַקסיאַל וווּקס.

Basic Plane Dislocation (BPD)

לאָוקייטאַד אויף די סיק בייסאַל פלאַך, מיט אַ בורגערס וועקטאָר פון 1/3 <11—20>. BPDs ראַרעלי דערשייַנען אויף די ייבערפלאַך פון SiC ווייפערז. זיי זענען יוזשאַוואַלי קאַנסאַנטרייטאַד אויף די סאַבסטרייט מיט אַ געדיכטקייַט פון 1500 סענטימעטער -2, בשעת זייער געדיכטקייַט אין די עפּילייַער איז בלויז וועגן 10 סענטימעטער -2. דיטעקשאַן פון BPDs ניצן פאָטאָלומינעסענסע (PL) ווייזט לינעאַר פֿעיִקייטן, ווי געוויזן אין פיגורע 4ק. בעשאַסSiC עפּיטאַקסיאַלגראָוט, עקסטענדעד BPDs קען זיין קאָנווערטעד אין סטאַקינג חסרונות (SF) אָדער ברעג דיסלאָוקיישאַנז (TED).

סטאַקינג חסרונות (SFs)

חסרונות אין די סטאַקינג סיקוואַנס פון די סיק בייסאַל פלאַך. סטאַקינג חסרונות קענען דערשייַנען אין די עפּיטאַקסיאַל שיכטע דורך ינכעראַטיד SFs אין די סאַבסטרייט, אָדער זיין שייַכות צו די פאַרלענגערונג און טראַנספאָרמאַציע פון ​​בייסאַל פלאַך דיסלאָוקיישאַנז (BPDs) און טרעדינג שרויף דיסלאָוקיישאַנז (TSDs). אין אַלגעמיין, די געדיכטקייַט פון SFs איז ווייניקער ווי 1 סענטימעטער-2, און זיי ויסשטעלונג אַ טרייאַנגגיאַלער שטריך ווען דיטעקטאַד מיט PL, ווי געוויזן אין פיגורע 4e. אָבער, פאַרשידן טייפּס פון סטאַקינג חסרונות קענען זיין געשאפן אין SiC, אַזאַ ווי Shockley טיפּ און Frank טיפּ, ווייַל אפילו אַ קליין סומע פון ​​סטאַקינג ענערגיע דיסאָרדער צווישן פּליינז קענען פירן צו אַ היפּש ירעגיאַלעראַטי אין די סטאַקינג סיקוואַנס.

פאַלן

דער פאַל דעפעקט דער הויפּט ערידזשאַנייץ פון די פּאַרטאַקאַל קאַפּ אויף דער אויבערשטער און זייַט ווענט פון די אָפּרוף קאַמער בעשאַס די וווּקס פּראָצעס, וואָס קענען זיין אָפּטימיזעד דורך אָפּטימיזינג די פּעריאָדיש וישאַלט פּראָצעס פון די רעאַקציע קאַמער גראַפייט קאָנסומאַבלעס.

טרייאַנגגיאַלער כיסאָרן

עס איז אַ 3C-SiC פּאָליטיפּע ינקלוזשאַן וואָס יקסטענדז צו די ייבערפלאַך פון די SiC עפּילייַער צוזאמען די בייסאַל פלאַך ריכטונג, ווי געוויזן אין פיגורע 4ג. עס קען זיין דזשענערייטאַד דורך די פאַלינג פּאַרטיקאַלז אויף די ייבערפלאַך פון די סיק עפּלייַער בעשאַס עפּיטאַקסיאַל וווּקס. די פּאַרטיקאַלז זענען עמבעדיד אין די עפּילייַער און אַרייַנמישנ זיך מיט דעם וווּקס פּראָצעס, ריזאַלטינג אין 3C-SiC פּאָליטיפּע ינקלוזשאַנז, וואָס ווייַזן שאַרף-ווינקל טרייאַנגגיאַלער ייבערפלאַך פֿעיִקייטן מיט די פּאַרטיקאַלז ליגן אין די ווערטיסעס פון די טרייאַנגגיאַלער געגנט. פילע שטודיום האָבן אויך אַטריביאַטאַד די אָנהייב פון פּאָליטיפּע ינקלוזשאַנז צו ייבערפלאַך סקראַטשיז, מיקראָפּיפּעס און ימפּראַפּער פּאַראַמעטערס פון דעם וווּקס פּראָצעס.

מער כיסאָרן

א מער כיסאָרן איז אַ סטאַקינג שולד קאָמפּלעקס מיט צוויי ענדס ליגן בייַ די TSD און SF בייסאַל קריסטאַל פּליינז, טערמאַנייטיד דורך אַ פראַנק-טיפּ דיסלאָוקיישאַן, און די גרייס פון דעם מער כיסאָרן איז שייַכות צו די פּריזמאַטיק סטאַקינג שולד. די קאָמבינאַציע פון ​​די פֿעיִקייטן פארמען די ייבערפלאַך מאָרפאָלאָגי פון די מער כיסאָרן, וואָס קוקט ווי אַ מער פאָרעם מיט אַ געדיכטקייַט פון ווייניקער ווי 1 סענטימעטער -2, ווי געוויזן אין פיגורע 4 פ. מער חסרונות זענען לייכט געשאפן ביי פּאַלישינג סקראַטשיז, TSDs אָדער סאַבסטרייט חסרונות.

סקראַטשיז

סקראַטשיז זענען מעטשאַניקאַל דאַמידזשיז אויף די ייבערפלאַך פון סיק ווייפערז געשאפן בעשאַס די פּראָדוקציע פּראָצעס, ווי געוויזן אין פיגורע 4 ה. סקראַטשיז אויף די סיק סאַבסטרייט קען אַרייַנמישנ זיך מיט די וווּקס פון די עפּילייַער, פּראָדוצירן אַ רודערן פון הויך-געדיכטקייַט דיסלאָוקיישאַנז אין די עפּילייַער, אָדער סקראַטשיז קען זיין די יקער פֿאַר די פאָרמירונג פון מער חסרונות. דעריבער, עס איז קריטיש צו ריכטיק פויליש SiC ווייפערז ווייַל די סקראַטשיז קענען האָבן אַ באַטייטיק פּראַל אויף די פאָרשטעלונג פון די מיטל ווען זיי דערשייַנען אין די אַקטיוו געגנט פון די מיטל.

אנדערע ייבערפלאַך מאָרפאָלאָגי חסרונות

סטעפּ באַנדינג איז אַ ייבערפלאַך כיסאָרן געשאפן בעשאַס די סיק עפּיטאַקסיאַל גראָוט פּראָצעס, וואָס טראגט אַבטוס טריאַנגלעס אָדער טראַפּעזאָידאַל פֿעיִקייטן אויף די ייבערפלאַך פון די סיק עפּילייַער. עס זענען פילע אנדערע ייבערפלאַך חסרונות, אַזאַ ווי ייבערפלאַך פּיץ, באַמפּס און סטאַינס. די חסרונות זענען יוזשאַוואַלי געפֿירט דורך אַנאָפּטימיזעד וווּקס פּראַסעסאַז און דערענדיקט באַזייַטיקונג פון פּאַלישינג שעדיקן, וואָס אַדווערסלי אַפעקץ די פאָרשטעלונג פון די מיטל.